JP2955322B2

JP2955322B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2955322B2
Application number: JP2077236A
Authority: JP
Inventors: 三樹森; 雅之斉藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JPH03276129A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶表示本体を駆
動する駆動用半導体素子の実装構造を改良した液晶表示
装置に関する。

（従来の技術）液晶表示装置は、各種の表示手段として広く利用され
ている。これらの液晶表示装置では、画面を作る画素数
は数万となり、またこれらの画素は微細化ないし微小化
されている。前記画素の微細化ないし微小化に伴い、各
画素を駆動するためのＸおよびＹ方向の駆動用配線は数
百本必要となる。しかして、これらの駆動用配線端子
は、液晶表示画素駆動用の半導体素子の対応する電極に
それぞれ接続した構成を成している。

しかし、ガラス基板面に形設される前記駆動用配線
は、上述のように多数本であり、そのピッチも狭く、さ
らに駆動用半導体素子は、液晶表示領域を形成するガラ
ス基板とは別の回路基板やフィルムテープ上に搭載され
ているため、上述した駆動用配線端子と駆動用半導体素
子との接続が煩雑で実装工程が多くなるばかりでなく、
接続の信頼性も低下するなどの問題を生じる。すなわ
ち、近年の画素数の増大やピッチの縮小に伴い駆動用配
線のピッチは百数十μｍ程度となり、その本数も数百〜
数千本となるため、上述した問題が顕著に生じる。

このため、Ｘ、Ｙ駆動用配線を形設してあるガラス基
板面上に、駆動用半導体素子を搭載し、このガラス基板
上で前記Ｘ、Ｙ駆動用配線と駆動用半導体素子の対応す
る電極とを接続する、いわゆるチップオングラス技術が
提案されている。ここで、駆動用の各半導体素子は、出
力電極をＸ、Ｙ駆動用配線の端子に接続する一方、入力
電極を電源や各種の信号線などと接続する必要がある。

ところで、上記チップオングラス方式の場合、前記信
号用など配線パターンをガラス基板上に形設しなければ
ならない。しかし、前記チップオングラス方式の構成に
すると電源や各種の信号用配線が交差するので、この構
成の場合たとえば第７図に概略構成を平面的に示したよ
うに、駆動用配線１と信号用配線２などとを２層構造に
することや、第８図に概略構成を平面的に示したよう
に、駆動用配線１および信号用配線２を交叉できるよう
な交叉用チップ３を搭載・配設する手段、さらに第９図
に概略構成を平面的に示したように、信号用配線２など
を形設した共通回路基板、たとえばフレキシブルプリン
ト基板などを、前記駆動用配線１が形設されるとともに
駆動用半導体素子５を搭載・実装したガラス基板６に接
続する構成など採らざるを得ない。なお、各図において
７は液晶表示装置本体の表示領域、８は制御用半導体素
子など制御用回路素子９を搭載・実装した回路板、10は
信号用配線２と制御用回路素子９側とを接続するフレキ
シブル配線板である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記第７図ないし第９図に示した構成の場合
には、次のような不都合がある。すなわち、製造プロセ
スが複雑であるとともに、製造歩留りも比較的低いとい
う問題がある。また、これらの構成においては、電源ラ
イン配線幅を電流容量上広くしなければならず、ガラス
基板６の大きさ（外形寸法）をできるだけ小さくしたい
という要求に一致しない。さらに、駆動用半導体素子５
と制御用回路素子８を搭載・実装した回路基板７との接
続が、駆動用半導体素子５−−ガラス基板６上の駆動用
配線（共通フレキシブルプリント基板）１−−制御用回
路素子８を搭載・実装した回路基板７という系路で行わ
れるため、接続回数の増加、配線抵抗の増加、ばらつき
の増加などの原因となり、画質の品質を下げるなどの問
題がある。

このように、従来の技術では各Ｘ、Ｙ駆動用配線１と
対応する駆動用半導体素子５電極への接続が難しかった
り、これを解決するためのチップオングラス方式を用い
た場合は、Ｘ、Ｙ駆動用配線１以外の電源を各種信号線
２と駆動用半導体素子５の電極との接続に関して、製造
プロセスの複雑化や製造歩留りの低下や、製品品質の低
下を招いていた。

本発明は、上記問題を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、半導体素子と回路基板上の配線と
の接続を容易に構成することができ、かつ電気的接続の
信頼性を高めた液晶表示装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、駆動用半導体素子の電源や各種信号などの
入力電極と回路板上の電源や各種信号用配線とを直接接
続することを骨子とする。

すなわち、本発明に係る液晶表示装置は、少なくとも
液晶表示装置本体を駆動する駆動配線が形設されている
液晶表示用ガラス基板と、前記液晶表示用ガラス基板の周辺部に一部を重ね合わ
せて配設一体化した信号配線用回路板と、前記液晶表示用ガラス基板の駆動用配線が形設された
面側の信号配線用回路板面上に形設された信号用配線
と、前記液晶表示用ガラス基板の駆動用配線の端子に出力
電極を介し、また対応する信号配線用回路板面の信号用
配線の端子を入力電極を介して接続するように搭載・実
装された駆動用半導体素子とを具備して成ることを特徴
とする。

（作用）本発明によれば、液晶表示装置を駆動させる駆動用半
導体素子の入出力用電極をガラス基板上に形設された駆
動用配線および信号配線用回路板上の配線と直接接続す
る。このため、駆動用配線−−駆動用半導体素子−−信
号配線用回路板の接続の信頼性が容易に高められる。

（実施例）以下第１図、第２図および第３図を参照して本発明の
実施例を説明する。

第１図は本発明に係る液晶表示装置の要部構成例を平
面的に、第２図は第１図の一部を拡大して平面的に、ま
た第３図（ａ）〜（ｄ）は要部構成例を断面的にそれぞ
れ示したものであり、６は液晶表示装置本体の駆動用配
線１が形設されているガラス基板、７は画面となる表示
領域でこの表示領域７内には数万個の画素が形成されて
いる。

しかして、前記駆動用配線１は表示領域７を含めＸお
よびＹ方向にガラス基板６上のほぼ全域に形成されてい
る。なお、駆動用配線１は、たとえばITO（インジウム
・ティン・オキサイド）、SnO₂などの透明電極としてパ
ターニングされている。この場合配線抵抗の許容量によ
っては、抵抗を下げるために透明電極の一部分上にNi、
Cr、Auなどの配線を積層してもよい。

さらに、11は信号用配線２など形設した信号用配線用
回路板で、この信号用配線用回路板11は、前記ガラス基
板６より大きな外形を有し、ガラス基板６の周辺部が嵌
合一体化した形でに固定されている。この信号用配線用
回路板11には、液晶表示装置駆動用の半導体素子５に接
続されるべき信号用配線２などが多層配線構造で形設さ
れている。また、前記信号用配線用回路板11には、前記
駆動用半導体素子５を制御するコントロール用の半導体
素子９や図示しないが抵抗、コンデンサなどが搭載・実
装されている。液晶表示装置駆動用の半導体素子５は、
その駆動用半導体素子５に形成された電極5a,5bとガラ
ス基板６上の駆動用配線１の端子および信号配線用回路
板11上の信号用配線２端子との位置合せを行い、前記電
極5a,5bと前記駆動用配線１および信号配線用回路板11
上の配線２が向い合う（対応する）ように、駆動用半導
体素子５をフェイスダウンで接続している。この手段
は、いわゆるフリップチップ法として知られているもの
とほぼ同等のものである。

前記構成によると、ガラス基板６上には、表示領域７
内から駆動用配線１が導出されているので、この上に接
続電極5aをフェイスダウンにして駆動用半導体素子５の
出力電極側を搭載すれば、この駆動用半導体素子５と駆
動用配線１を容易に接続することがができる。すなわ
ち、チップオングラス方式により駆動用半導体素子５と
駆動用配線１の接続が容易に行われる。同様に、フェイ
スダウンにして駆動用半導体素子５の入力電極側を信号
配線用路板11上の信号用配線２に搭載すれば、駆動用半
導体素子５と信号用配線２などとを容易に接続すること
ができる。すなわち、チップオンボードにより駆動用半
導体素子５と信号配線用路板11の接続が容易に行われ
る。

このように、駆動用半導体素子５に供給される電源や
信号線など入力用配線２をガラス基板６上に形設しない
ので、駆動用半導体素子５に供給する入力抵抗を下げる
ことができる。個々の要素技術で考えるなら、従来交叉
を必要としたこれらの入力用配線２を形成しないので、
ガラス基板６の製造が容易になり、製造プロセスの複雑
化や製造歩留りの低下を起こすことは全面的に回避でき
る。また、交叉手段として交叉用チップを配設するため
の配線形成も不要とるので、ガラス基板６の表示領域７
以外の部分、すなわち第３図（ａ）における寸法ａを従
来のチップオングラス方式に比べ小さくすることがで
き、ガラス基板６の多面取りを行う上で有利となる。さ
らに、共通回路基板４としてフレキシブルプリント基板
などを用いた従来の構成に比べても、実装工程数を減ら
すことや、入力抵抗のばらつきを下げることができる。

なお、本発明においては、駆動用半導体素子５に供給
する電源や信号線などの入力用配線２を、別体の信号配
線用回路板11に多層配線構造によって構成ないし形設す
るが、回路板（プリント基板）を多層配線構造とするこ
とは通常の製造プロセスであり、何等問題はない。

前記信号配線用回路板11は、前述のようにガラス基板
６に固定されるが、駆動用半導体素子５の近くに位置す
るため、用すればノイズ防止用の回路素子を設けること
もできる。また、信号配線用回路板11は、ガラス基板６
の周縁部に沿って一体的に配設されているため、第３図
（ａ）の寸法ｂ部分を大きくとらなくても比較的大きな
面積を得ることができ、制御用回路素子９の取付けなど
に制約を受けることはない。このように、第３図（ａ）
における寸法ａ＋ｂ部分を小さくできるので、製品の小
形化が可能であり、商品性が向上する。

さらに、基板部材として高価なフレキシブルプリント
基板を用いる必要がないので、安価な製品を得ることが
できる。また、前述のように、制御用回路素子９は、信
号配線用回路板11の表、裏いずれに取付けてもよいの
で、液晶表示装置のコンバクト化を容易に図り得るし、
生産性の向上にも寄与する。

上記実施例では、駆動用半導体素子５の電極5a,5bと
して接続用の突起電極といて半田バンプを用いたが、他
に突起電極として金バンプ、銅バンプを用いてもよい。
また、第３図（ｂ）に示したように、突起電極5a,5bを
用いずにアルミ電極を異方性導電接着剤12を介して直接
駆動用配線１や信号用配線２などと接続することもでき
る。さらに、第３図（ｃ）や（ｄ）に示したように、駆
動用半導体素子５の電極5a,5bの接続部を樹脂13で封止
ないしモールドした構造にすることによって、接続の信
頼性をさらに向上することができる。

また、第４図（ａ）に断面的に示したように、駆動用
配線１および信号配線用回路板11上の信号用配線２など
をリード形状1a,2aにすることによって、ガラス基板６
と信号配線用回路板11の高さのばらつきや駆動用半導体
素子５の電極5a,5bの高さのばらつきを吸収することが
できる。さらに、ガラス基板６−−駆動用半導体素子５
−−信号配線用回路板11の熱膨脹の違いによる応力の発
生をも前記リード形状1a,2aで吸収することができる。
ここで、リード形状1a,2aとは一端がガラス基板６や信
号配線用回路板11の面に固定支持されている配線のこと
である。

しかし、液晶表示装置本体の画素ピッチが細かくな
り、ガラス基板６上の駆動用配線１としてリードを形成
したり、あるいは駆動用配線１とリードを接続すること
が難し場合は、第４図（ｂ）に示したように、信号配線
用回路板11上の信号用配線２などのみをリード形状にす
ることによっても、同様の効果が得られる。

上述してきたような作用・効果は、第５図に要部構成
を平面的に、また第６図（ａ）および（ｂ）に断面的に
示したごとく、たとえばガラス基板５と信号配線用回路
板11との一体化構造を変えたり、さらに駆動用半導体素
子５をフェイスアップに配設して、駆動用半導体素子５
と駆動用配線１および信号配線用回路板11との接続をワ
イヤボンディング14することにっても得られる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、液晶表示装置本
体の駆動用半導体素子を、ガラス基板上に形設した駆動
用配線および信号配線用回路板上に形設した信号用配線
などと容易に接続することができ、また、駆動用半導体
素子と信号配線用回路板の信号用配線などとが直接接続
されているため、駆動用半導体素子への入力抵抗も低減
される。これらの結果、駆動用半導体素子と信号配線用
回路板上の信号用配線などとの接続の信頼性が向上し、
製造プロセスの複雑化や製造歩留りの低下を伴うことな
く、所要の液晶表示装置を容易に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる液晶表示装置の要部構成例を示
す平面図、第２図は第１図の一部を拡大して示す平面
図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は本発
明に係わる液晶表示装置のそれぞれ異なる要部構成例を
示す断面図、第４図（ａ）および（ｂ）は本発明に係わ
る液晶表示装置の他の異なる要部構成例を示す断面図、
第５図は本発明に係わる液晶表示装置の他の要部構成例
を示す平面図、第６図は（ａ）および（ｂ）は本発明に
係わる液晶表示装置の他の異なる要部構成例を示す断面
図、第７図、第８図および第９図は従来の液晶表示装置
の要部構成を示す平面図である。１……駆動用配線 1a,2a……リード形状２……信号用配線３……交叉用チップ４……信号用配線を形設した共通回路基板５……駆動用半導体素子 5a,5b……駆動用半導体素子の電極６……液晶表示用ガラス基板７……液晶表示領域９……制御用回路素子（制御用半導体素子） 10……フレキシブルプリント基板 11……信号配線用回路板 12……異方性導電接着剤 13……封止樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1345 G09F 9/30 H05K 1/14 H05K 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも液晶表示装置本体を駆動する駆
動配線が形設されている液晶表示用ガラス基板と、前記液晶表示用ガラス基板の周辺部に一部を重ね合わせ
て配設一体化した信号配線用回路板と、前記液晶表示用ガラス基板の駆動用配線が形設された面
側の信号配線用回路板面上に形設された信号用配線と、前記液晶表示用ガラス基板の駆動用配線の端子に出力電
極を介し、また対応する信号配線用回路板面の信号用配
線の端子に入力電極を介して接続するように搭載・実装
された駆動用半導体素子とを具備して成ることを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項２】液晶表示用ガラス基板の周辺部に対する信
号配線用回路板の一部重ね合わせが嵌合型に行われてい
ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。